德國(guó)VATTEN法登閥門為您淺析閥門定位器的原理和分類

閥門定位器（valvepositioner）閥門定位器按結(jié)構(gòu)分：氣動(dòng)閥門定位器、電氣閥門定位器及智能閥門定位器，是調(diào)節(jié)閥的主要附件，通常與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥配套使用，它接受調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)，然后以它的輸出信號(hào)去控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，當(dāng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作后，閥桿的位移又通過機(jī)械裝置反饋到閥門定位器，閥位狀況通過電信號(hào)傳給上位系統(tǒng)。 

閥門定位器按其結(jié)構(gòu)形式和工作原理可以分成氣動(dòng)閥門定位器、電－氣閥門定位器和智能式閥門定位器。

閥門定位器能夠增大調(diào)節(jié)閥的輸出功率，減少調(diào)節(jié)信號(hào)的傳遞滯后的情況發(fā)生，加快閥桿的移動(dòng)速度，能夠提高閥門的線性度，克服閥桿的摩擦力并消除不平衡力的影響，從而保證調(diào)節(jié)閥的正確定位。

01  閥門定位器的分類  

1、閥門定位器按輸入信號(hào)分為氣動(dòng)閥門定位器、電氣閥門定位器和智能閥門定位器。  

（1）氣動(dòng)閥門定位器的輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)氣信號(hào)，例如，20~100kPa氣信號(hào)，其輸出信號(hào)也是標(biāo)準(zhǔn)的氣信號(hào)。 

（2）電氣閥門定位器的輸入信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)電流或電壓信號(hào)，例如，4~20mA電流信號(hào)或1~5V電壓信號(hào)等，在電氣閥門定位器內(nèi)部將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁力，然后輸出氣信號(hào)到撥動(dòng)控制閥。 

（3）智能電氣閥門定位器它將控制室輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣信號(hào)，根據(jù)調(diào)節(jié)閥工作時(shí)閥桿摩擦力，抵消介質(zhì)壓力波動(dòng)而產(chǎn)生的不平衡力，使閥門開度對(duì)應(yīng)于控制室輸出的電流信號(hào)。并且可以進(jìn)行智能組態(tài)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，達(dá)到改善控制閥性能的目的。 

2、按動(dòng)作的方向可分為單向閥門定位器和雙向閥門定位器。單向閥門定位器用于活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，閥門定位器只有一個(gè)方向起作用，雙向閥門定位器作用在活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸的兩側(cè)，在兩個(gè)方向起作用。 

3、按閥門定位器輸出和輸入信號(hào)的增益符號(hào)分為正作用閥門定位器和反作用閥門定位器。正作用閥門定位器的輸入信號(hào)增加時(shí)，輸出信號(hào)也增加，因此，增益為正。反作用閥門定位器的輸入信號(hào)增加時(shí)，輸出信號(hào)減小，因此，增益為負(fù)。 

4、按閥門定位器輸入信號(hào)是模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，可分為普通閥門定位器和現(xiàn)場(chǎng)總線電氣閥門定位器。普通閥門定位器的輸入信號(hào)是模擬氣壓或電流、電壓信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)總線電氣閥門定位器的輸入信號(hào)是現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)字信號(hào)。 

5、按閥門定位器是否帶CPU可分為普通電氣閥門定位器和智能電氣閥門定位器。普通電氣閥門定位器沒有CPU，因此，不具有智能，不能處理有關(guān)的智能運(yùn)算。智能電氣閥門定位器帶CPU，可處理有關(guān)智能運(yùn)算，例如，可進(jìn)行前向通道的非線性補(bǔ)償?shù)?，現(xiàn)場(chǎng)總線電氣閥門定位器還可帶PID等功能模塊，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)算。 

6、按反饋信號(hào)的檢測(cè)方法也可進(jìn)行分類。例如，用機(jī)械連桿方式檢測(cè)閥位信號(hào)的閥門定位器：用霍爾效應(yīng)檢測(cè)位移的方法檢測(cè)閥桿位移的閥門定位器：用電磁感應(yīng)方法檢測(cè)閥桿位移的閥門定位器等。 

02  定位器的作用原理 

閥門定位器是控制閥的主要附件.它將閥桿位移信號(hào)作為輸入的反饋測(cè)量信號(hào),以控制器輸出信號(hào)作為設(shè)定信號(hào)，進(jìn)行比較，當(dāng)兩者有偏差時(shí)，改變其到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，建立了閥桿位移量與控制器輸出信號(hào)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，閥門定位器組成以閥桿位移為測(cè)量信號(hào)，以控制器輸出為設(shè)定信號(hào)的反饋控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)的操縱變量是閥門定位器去執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào)。  （1）用于對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量要求高的重要調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以提高調(diào)節(jié)閥的定位精確及可靠性。 

（2）用于閥門兩端壓差大（△p>1MPa）的場(chǎng)合。通過提高氣源壓力增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力，以克服液體對(duì)閥芯產(chǎn)生的不平衡力，減小行程誤差。 

（3）當(dāng)被調(diào)介質(zhì)為高溫、高壓、低溫、有毒、易燃、易爆時(shí)，為了防止對(duì)外泄漏，往往將填料壓得很緊，因此閥桿與填料間的摩擦力較大，此時(shí)用定位器可克服時(shí)滯。 

（4）被調(diào)介質(zhì)為粘性流體或含有固體懸浮物時(shí)，用定位器可以克服介質(zhì)對(duì)閥桿移動(dòng)的阻力。 

（5）用于大口徑（Dg>100mm）的調(diào)節(jié)閥，以增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出推力。 

（6）當(dāng)調(diào)節(jié)器與執(zhí)行器距離在60m以上時(shí)，用定位器可克服控制信號(hào)的傳遞滯后，改善閥門的動(dòng)作反應(yīng)速度。 

（7）用來改善調(diào)節(jié)閥的流量特性。 

（8）一個(gè)調(diào)節(jié)器控制兩個(gè)執(zhí)行器實(shí)行分程控制時(shí)，可用兩個(gè)定位器，分別接受低輸入信號(hào)和高輸入信號(hào)，則一個(gè)執(zhí)行器低程動(dòng)作，另一個(gè)高程動(dòng)作，即構(gòu)成了分程調(diào)節(jié)。